DE4025452C2

DE4025452C2 - Servobeschleunigungsmesser

Info

Publication number: DE4025452C2
Application number: DE4025452A
Authority: DE
Inventors: Norio Miyahara
Original assignee: Jeco Corp
Current assignee: Jeco Corp
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2010-08-11
Also published as: US5055759A; DE4025452A1; JP2687242B2; JPH0371061A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Servobeschleuni gungsmesser mit einem Servoschaltkreis zur Anzeige eines Auslenkungsbetrages eines Pendels und zur Erzeugung einer Kraft, die mit einer auf das Pendel ausgeübten Kraft abgeglichen ist, durch Zufuhr eines dem angezeigten Auslenkungsbetrag entsprechenden Stromes an eine auf dem Pendel montierten Spule.

Das Betriebsprinzip eines Servoschaltkreises dieser Art - JP-A-54-48290 - wird unter Bezugnahme auf ein in Fig. 3 gezeigtes Blockdiagramm beschrieben.

In Fig. 3 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Masse; 2 ein Pendel; 3 einen Auslenkungsdetektor; 4 einen Servoverstär ker; 5 einen U/I-Umwandler; und 6 eine Stellspule. Eine durch die Stellspule 6 erzeugte Kraft F₂ ist so justiert, daß F₂ = 0, wenn eine dem Servobeschleunigungsmesser eingegebene Beschleunigung α Null ist. Da eine auf das Pendel 2 wirkende Kraft durch eine Differenz zwischen einer durch die Beschleunigung α auf die Masse m des Pendels 2 bewirkten Kraft F₁ und der durch die Stellspule 6 erzeugten Kraft F₂ repräsentiert wird, ergibt sich die folgende Gleichung:

F=F₁-F₂=mα-F₂ (1)

Die Gleichung für die Bewegung des Pendels 2 ist:

wobei D eine Dämpfungskonstante und K eine Federkonstante eines Biegeteils ist.

Durch Laplace Transformation der obigen Gleichung (2) kann durch die folgende Gleichung eine Transferfunktion des Pendels 2 erhalten werden:

Ein Auslenkungsbetrag des Pendels 2 wird durch den Auslenkungsdetektor 3 (Umwandlungskonstante A₀) in eine Spannung V₀ umgewandelt. Die Spannung V₀ wird durch den Servoverstärker 4 mit A₁ multipliziert, um in eine Spannung V₁ überzugehen.

Die Spannung V₁ wird in einen Strom i durch den U/I- Wandler 5 (Umwandlungskonstante A₂) umgewandelt. Der Strom i wird der Stellspule 6 zugeführt und in eine Kraft F₂ mit einer Umwandlungskonstante A₃ umgewandelt. Das heißt, durch eine F₁ = F₂ genügende negative Rückkopplung, durch die eine mit der Kraft F₁ im Ausgleich stehende Kraft F₂ erzeugt wird, ist das Pendel 2 an einem vorbe stimmten Punkt servogesteuert.

Da der Strom i im Verhältnis zu der Beschleunigung α steht, kann in diesem Fall eine Eingangsbeschleunigung auf der Basis des Wertes des Stromes i gemessen werden.

Es kann nachgewiesen werden, daß der Strom i wie folgt im Verhältnis zu der Beschleunigung α steht. Das heißt, unter Bezugnahme auf Fig. 3, daß eine Übertragungsfunktion G zwischen der Beschleunigung α und dem Strom i folgender maßen dargestellt werden kann:

Wenn t = ∞, dann ist S = 0, und es kann der folgenden Gleichung genügt werden:

Unter der Annahme, daß K = 0 ist, ergibt Gleichung (5):

Da m und A₃ konstant sind, steht der Strom i im Verhältnis zur Beschleunigung α.

Ein mechanisches Gebilde des Servobeschleunigungsmessers auf der Basis obigen Prinzips ist in Fig. 4 gezeigt.

In Fig. 4 ist ein Pendel 12 schwingfähig durch ein Biegeteil 11 in einer Richtung der Eingangsbeschleunigung getragen. Spule 14-1 und 14-2 sind auf beiden Seiten des Pendels 12 montiert. Magnete 13-1 und 13-2 sind einander gegenüberliegend auf beiden Seiten des Pendels 12 angeordnet. Das heißt, eine Stellspule 17 ist durch die Magnete 13-1 und 13-2 und die Spule 14-1 und 14-2 gebildet. Da sich die Spulen 14-1 und 14-2 in einem durch die Magnete 13-1 und 13-2 mit dem Pendel 12 erzeugten magnetischen Feld bewegen, kann mit der Eingangsbeschleu nigung α eine Kraft ausgeglichen werden, wenn ein geeigne ter, einem Auslenkungsbetrag x des Pendels 12 gegenüber den Spulen 14-1 und 14-2 entsprechender Strom i zugeführt wird.

Eine geschlitzte Platte 12-2 ist am unteren Ende des Pendels 12 befestigt, und ein Schlitz 12-1 ist in der geschlitzten Platte 12-2 ausgebildet. Ein Auslenkungsan zeigemechanismus 18 ist durch den Schlitz 12-1, eine Zweischlitzphotodiode 15 und ein LED 16 gebildet. Die Position des Pendels 12 wird mit Hilfe des Auslenkungsan zeigemechanismus 18 detektiert.

Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Hauptteil des Auslen kungsanzeigemechanismus 18. Im speziellen trifft am Nullpunkt des Auslenkungsanzeigemechanismus 18 durch den Schlitz 12-1 gelangendes Licht des LED 16 gleichförmig auf den Photodioden 15A und 15B auf. Wenn sich der Schlitz 12-1 in Richtung des Pfeiles der Fig. 5 aus diesem Zustand bewegt, so trifft eine Differenz zwischen den Beträgen einfallenden Lichtes auf den Photodioden 15A und 15B auf. Das heißt, die Differenz zwischen den Beträgen einfallenden Lichtes auf den Photodioden 15A und 15B repräsentiert einen Auslenkungsbetrag x und eine Auslenkungsrichtung des Pendels 12. Unter der Annahme, daß die Differenz der Beträge einfallenden Lichtes als Ausgangsspannung V₀ erhalten werden kann, so können ideale Charakteristiken zwischen Auslenkungsbeträgen und Ausgangsspannungen, wie in Fig. 7 gezeigt, erhalten werden.

Unter Berücksichtigung der Beziehung der Dimensionen zwischen dem Schlitz 12-1 und den Photodioden 15A und 15B, und unter der Bedingung, daß Ls (Breite des Schlitzes 12-1) = Ld (Breite der lichtempfangenden Ebenen der Photodioden 15A und 15B), kann der größte Anzeigebereich und die höchste Ausgangsspannung V₀ erzielt werden.

Als Anzeigeverfahren zur Messung des Auslenkungsbetrages x des Pendels 12 kann ein Verfahren unter Verwendung eines Differentialtransformators oder ein Verfahren unter Ausnutzung der Änderung des Widerstandswertes verwendet werden, wie aber auch ein Verfahren, bei dem die zuvor beschriebene Zweischlitzphotodiode verwendet wird. Die Verfahren unter Verwendung eines Differentialtransforma tors oder unter Ausnützung der Widerstandsänderung jedoch sind Verfahren zur Messung eines Auslenkbetrages durch Impedanzmessung. Demzufolge wird ein Oszillator benötigt, was insofern unvorteilhaft ist, wenn man die Einheit kompakt gestalten oder die Kosten für die Einheit reduzieren will. Das heißt, bei dem Verfahren unter Verwendung der Zweischlitzphotodiode ist die Verstärkung zwischen Auslenkungsbetrag x und Ausgangsspannung V₀ groß, wodurch sowohl wirtschaftliche wie auch bedienungs technische Vorteile erzielt werden können.

Fig. 8 zeigt eine elektrische Schaltung, in der die in Fig. 4 gezeigte mechanische Struktur verwendet wird. Das LED 16 ist über einen Widerstand R1 mit einer Energiequel le verbunden, um einen Lichtbetrag des LED 16 einzustel len. Die Photodioden 15A und 15B sind differentiell durch Eingangs-OP-Verstärker 21-1 und 21-2 mit einem Rechenver stärker (OP) 21-3 verbunden, und ein differentielles Ausgangssignal wird durch den OP-Verstärker 21-3 ver stärkt. Das heißt, ein verstärktes Ausgangssignal des OP-Verstärkers 21-3 ist eine Ausgangsspannungspannung V_o, die durch einen Phasenkompensationskreis 22 zu einer Spannung V₁ wird, der zur Verbesserung des Ansprechverhal tens eingefügt wurde, sowie durch einen Servoverstärker 23. Die Spannung V₁ wird an die Spulen 14-1 und 14-2 der Stellspule 17 angelegt. Daher wird ein Strom i den Spulen 14-1 und 14-2 zugeführt, eine die Rückkehr des ausgelenkten Schlitzes 12-A zum Nullpunkt bewirkende Kraft F₂ wird durch die Stellspule 17 erzeugt, und die Kraft F₂ steht im Ausgleich mit einer dem Pendel 12 durch Beschleunigung auferlegten Kraft. Der Strom i wird zu diesem Zeitpunkt durch einen Stromdetektorkreis 24 angezeigt und erscheint als ein Ausgangssignal eines OP- Verstärkers 24-1. Die Eingangsbeschleunigung kann auf der Basis des Ausgangssignals des OP-Verstärkers 24-1 angezeigt werden.

Da die Genauigkeit bei den herkömmlichen Servobeschleuni gungsmessern, wie den Gleichungen (5) und (6) entnehmbar ist, von dem Verhältnis von K zu A₀, A₁, A₂, A₃ abhängt, ist es erforderlich, das Biegeteil 11 dünn zu gestalten, um dadurch zu bewirken, daß eine Federkonstante K extrem klein wird. So hat man nur einen Schaft mit einem Freiheitsgrad, die Genauigkeit zu verbessern. Demzufolge wird die Herstellung und der Zusammenbau schwierig, und es ist daher erforderlich, die Produkte behutsam zu handhaben.

Zusätzlich reicht der in Fig. 7 dargestellte und bei dem Servosystem verwendete Anzeigebereich von Ls/2 bis -Ls/2. Wird das Pendel 12 über diesen Bereich ausgelenkt, so wird eine Rückkopplung ausgeführt, und das Pendel 12 bleibt auf eine Seite geschwungen.

Zu diesem Zeitpunkt (wenn das Pendel 12 auf die eine Seite geschwungen bleibt) kann das Pendel 12 unterhalb eines elastischen Bereiches des Biegeteiles 11 ausgelenkt werden. Um diese Auslenkung zu vermeiden, sind auf beiden Seiten des Pendels 12 (nicht gezeigte) Stopper angeordnet. Da eine kommerziell verfügbare Zweischlitzpho todiode eine Ld-Abmessung von 1 mm hat, müssen beide Stopper justiert werden, um das Pendel 12 innerhalb des Bereichs 0,5 bis -0,5 schwingen zu lassen.

Andererseits ist das Pendel 12 so ausgestaltet, daß der Nullpunkt des Auslenkungsanzeigemechanismus 18 im zusammengebauten Zustand in vertikaler Richtung eines Drehpunkts des Pendels angeordnet ist. Wenn die Federkon stante K ungleich Null ist (da die Genauigkeit in Abhängigkeit von speziell erforderlichen Ausführungdaten des Produktes und den Kosten eingestellt wird, ist K ungleich Null), ist das Pendel 12 nicht immer am Nullpunkt des Auslenkungsanzeigemechanismus 18 positioniert, und zwar aufgrund einer anfänglichen Auslenkung oder einer während des Zusammenbaus des Biegeteils 11 erzeugten Auslenkung.

Das heißt:

1) Ist das Biegeteil 11 ausgelenkt und das Pendel 12 innerhalb des Anzeigebereichs des Auslenkungsanzeigemechanismus 18 positioniert, so beinhaltet das Ausganssignal des Beschleuni gungsmessers einen durch die vom Biegeteil 11 erzeugte Reaktionskraft bewirkten Offset, da die Federkonstante K gleich Null ist.
2) Ist das Biegeteil 11 ausgelenkt und das Pendel 12 über dem Anzeigenbereich des Auslenkungs anzeigemechanismus 18, wie zuvor beschrieben, positioniert, so bleibt das Pendel 12 auf eine Seite geschwungen.

Ist die Toleranz beim Zusammenbau groß, so wird ein Mechanismus zur Feinjustierung einer Position der Zweischlitzphotodiode 15 benötigt. Diese Justierung kann entweder vorgenommen werden, bevor eine Energiequelle betätigt wird, oder unter Verwendung einer offenen Rückkopplungsschleife. In jedem Fall muß die Justierung fein vorgenommen werden, so daß eine Zunahme der Kosten unvermeidbar ist. Zusätzlich nimmt die Zuverlässigkeit eines Servobeschleunigungsmessers ab, wenn die Position einer Zweischlitzphotodiode 15 als wichtiges funktionelles Teil justiert wird. Des weiteren ist festzustellen, daß es zur Verbreiterung des Anzeigebereichs des Auslenkungs anzeigemechanismus 18 nur technisch die Möglichkeit gibt, die Chipgröße der Zweischlitzphotodiode 15 groß zu gestalten, was zu einer Zunahme der Kosten führt.

Da eine Ausgangsimpedanz einer Photodiode im allgemeinen hoch ist, wird außerdem eine wie in Fig. 8 gezeigte Schaltkreisanordnung benötigt. Die hochohmigen Verstärker 21-1 und 21-2, wie beispielsweise Bi-MOS-Eingangs-OP- Verstärker, werden verwendet, und ein Signalleitungsleck muß vermieden werden, was in einer Zunahme der Kosten resultiert.

Obgleich ein LED als Lichtquelle 16 des Auslenkungs anzeigemechanismus 18 verwendet wird, hängt des weiteren die Intensität eines LED von der Temperatur ab und die Intensität strebt danach, abzunehmen. Da sich der Betrag einfallenden Lichtes auf die Zweischlitzphotodiode 15 mit einer Änderung der Intensität eines LED ändert, ändert sich eine Verstärkung der Ausgangsspannung eines Auslen kungsanzeigekreises 21 und die Servoverstärkung (open gain) des Servobeschleunigungsmessers wird variiert. Demzufolge wird ein Korrekturkreis für die Intensitätsän derung benötigt.

Aus EP 0264509 A1 ist eine seismische Meßeinrichtung unter Verwendung eines Servobeschleunigungsmessers bekannt. Mit Hilfe der seismischen Meßeinrichtung sollen Bodenuntergrundstrukturen und -stoffe vermittelt werden. Der Servobeschleunigungsmesser weist zum Zwecke der Maskenbeschleunigungsermittlung wenigstens zwei Photodioden auf, die vorzugsweise in einem Chip realisiert sind. Aufgrund dieser Photodioden treten bei diesem Servobeschleunigungsmesser die zuvor erläuterten Probleme auf.

Die DE 25 26 279 A1 betrifft einen Beschleunigungsmesser, welcher einen Balken aufweist. An einem Ende des Balkens ist der bewegliche Teil eines Fühlers befestigt, der Abweichungen des Balkens von seiner waagerechten Position erfaßt. Dabei weist der Fühler zwei in Serie geschaltete Phototransistoren auf, die Licht von einer Lichtquelle empfangen. Auch bei diesem Beschleunigungsmesser zeigen sich die aus den Photodioden resultierenden vorgenannten Nachteile.

Die Erfindung zielt auf einen Servobeschleunigungsmesser ab, welcher eine lineare Messung der Auslenkung eines Pendelkörpers über einen viel größeren Bereich als bisher üblich ermöglicht.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Servobeschleunigungsmesser vorgesehen mit einem Pendel, das schwingfähig getragen ist und einen Schlitz aufweist, mit einer Spule, die auf dem Pendel montiert ist und mit einer Anzeigeeinrichtung, die durch den Schlitz des Pendels gelangtes Licht empfängt und zur Anzeige eines Auslenkungsbetrages des Pendels dient. Zudem sind Servoeinrichtungen zur Erzeugung einer Kraft, die im Ausgleich steht mit einer auf das Pendel ausgeübten Kraft durch Versorgung der Spule mit einem Strom auf Basis eines Ausgangssignals der Anzeigeeinrichtung und eine Auslenkungsanzeigeschaltung der Servoeinrichtung vorgesehen, die eine Differenz zwischen einem Anzeigeausgangssignal und einem eingestellten Wert als Anzeigeauslenkungsbetrag abgibt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Anzeigeeinrichtung ein Photopotentiometer zum Empfang durch den Schlitz des Pendels gelangten Lichtes aufweist und ein Anzeigeausgangssignal auf der Basis einer Widerstandsänderung entsprechend einer Änderung des Bestrahlungsortes abgibt und daß eine Einrichtung zur Einstellung des Offsets vorgesehen ist.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungsformen dar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Ausführungs form eines Servobeschleunigungsmessers gemäß der vorlie genden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine schematische Struktur eines in dem Servobeschleunigungsmesser verwendeten Photopotentiometers;

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm zur Erklärung eines Servobe schleunigungsmessers;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht im Schnitt einer mechanischen Struktur eines herkömmlichen Beschleunigungs messers;

Fig. 5 ist eine Draufsicht im Schnitt eines Hauptteils eines Auslenkungsanzeigemechanismus des Servobeschleuni gungsmessers;

Fig. 6 ist ein Schnitt des Hauptteils in der Fig. 5 entlang einer Richtung A;

Fig. 7 ist ein Graph, der ideale Charakteristiken zwischen Auslenkbeträgen x und Ausgangsspannungen V₀ in dem Servobeschleunigungsmesser zeigt; und

Fig. 8 ist ein Diagramm einer Schaltungsanordnung des Servobeschleunigungsmessers.

Ein Servobeschleunigungsmesser gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden im Detail beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Servobeschleuni gungsmessers. Gleiche Bezugszeichen in Fig. 1 und in Fig. 8 bezeichnen gleiche oder entsprechende Teile, demzufolge eine detaillierte Beschreibung dieser Teile wiederum entfallen kann.

Der Servobeschleunigungsmesser unterscheidet sich von dem herkömmlichen Beschleunigungsmesser aufbaumäßig durch eine Auslenkungsanzeigeschaltung 21′. Im Fall des herkömmlichen Servobeschleunigungsmessers wird in dem Auslenkungsanzeigemechanismus 18 eine Zweischlitzphoto diode 15 verwendet. In dem Servobeschleunigungsmesser der vorliegenden Ausführungform jedoch wird ein Photopo tentiometer 20 verwendet.

Fig. 2 zeigt eine schematische Anordnung des Photopoten tiometers 20. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind ein Leiter 20-1, ein Photoleiter (CdS, CdSe) 20-2, und ein metalli scher Schichtwiderstand 20-3 auf ein (nicht gezeigtes) keramisches Substrat gedruckt. Der Photoleiter 20-2 hat in lichtschwacher Umgebung hohen Widerstand, und einen niedrigen Widerstand in heller Umgebung. Wenn durch einen Schlitz 21-1 gelangtes Licht auf den Photoleiter 20-2 gestrahlt wird, wird demzufolge der Widerstand eines bestrahlten Teiles lokal gemindert, um den Leiter 20-1 und den metallischen Schichtwiderstand 20-3 kurzzuschlie ßen, und ein Widerstand entsprechend der bestrahlten Stelle des einstrahlenden Lichtes, das heißt, ein Spannungswert wird erhalten. Die Spannung ist das Ausgangssignal einer mit dem Leiter 20-1 verbundenen Elektrode 20b. Das heißt, die durch die Elektroden 20a und 20c am metallischen Schichtwiderstand 20-3 angelegte Spannung wird durch die mechanischen Abmessungen des bestrahlten Ortes des Photoleiters 20-2 dividiert, und eine geteilte Spannung wird von der Elektrode 20b abgegeben. Das Spannungsausgangssignal der Elektrode 20b wird einem invertierenden Eingangsterminal eines OP- Verstärkers 21-3 zugeführt. Andererseits wird eine durch ein Potentiometer zur Einstellung eines Offsets 21-4 eingestellte Spannung einem nicht invertierenden Eingangs terminal des OP-Verstärkers 21-3 als Stellspannung zugeführt.

In dem zuvor beschriebenen Servobeschleunigungsmesser wird ein Pendel 12 an einem Punkt servogesteuert, an dem die das Potentiometer zur Einstellung des Offsets 21-4 eingestellte Stellspannung mit einer Ausgangsspannung des Photopotentiometers 20 (ein Spannungsausgang von der Elektrode 20b) übereinstimmt und stoppt, wenn der Servobeschleunigungsmesser nach dem Zusammenbau horizontal angeordnet ist und in einem Zustand betätigt wird, in dem das Potentiometer zur Einstellung des Offsets 21-4 in der Bezugsstellung nahe dem Mittelpunkt eingestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt eine Stellspule 17 eine Kraft um eine Verlagerung des Pendels 12 aus einem Nullpunkt eines Auslenkungsanzeigemechanismus 18′ zu beseitigen. Ist demzufolge die durch das Potentiometer zur Einstellung des Offsets 21-4 eingestellte Stellspan nung so justiert, daß ein der Stellspule 17 zugeführter Strom Null ist, so ist der mechanische Nullpunkt des Pendels 12 bestimmt. Daher ist eine Differenz zwischen der Ausgangsspannung des Photopotentiometers und der durch das Potentiometer zur Einstellung des Offsets 21-4 eingestellten Stellspannung ein Anzeigeauslenkungsbetrag des Pendels 12 und eine der Anzeigeauslenkung entsprechen de Ausgangsspannung V₀ wird von der Auslenkungsanzeige schaltung 21′ abgegeben.

Daher kann mit Hilfe des Servobeschleunigungsmessers gemäß der Ausführungsform, selbst wenn

1) die Federkonstante K des Biegeteils 11 nicht Null ist,
2) das Biegeteil 11 eine Auslenkung hat, und
3) das Pendel 12 im zusammengebauten Zustand einen Offset aus der vertikalen Richtung aufweist,
- a) die mechanische Nullpunktjustierung des Pendels elektrisch durchgeführt werden,
- b) ein Justierprozeß vereinfacht werden, und
- c) ein Positioniereinstellmechanismus des Auslenkungsanzeigemechanismus 18′ vermieden werden, so daß die Zuverlässigkeit verbessert wird.

Da die Federkonstante K einen begrenzten Wert außer Null innerhalb des Bereichs der für das Produkt möglichen Ausführungsspezifikationen annehmen kann, kann zusätzlich

d) eine mechanische Festigkeit des Biegeteils 11 vergrößert werden, so daß die Schlagfestigkeit zunehmen kann;
e) das Umgehen mit dem Biegeteil 11 bei der Herstellung und beim Zusammenbau einfach werden, und
f) die Kosten für das Biegeteil 11 reduziert werden.

Da außerdem die Auslenkung des Pendels linear in einem weiten Bereich durch das Photopotentiometer 20 angezeigt werden kann,

g) bleibt das Pendel 12 nie über dem Anzeigebe reich auf eine Seite geschwungen,
h) ist es lediglich notwendig, die Stopper innerhalb des elastischen Bereichs des Biegeteiles 11 anzuordnen,
i) ist es nicht notwendig, die Stopper zu justieren, und
j) kann der Servobeschleunigungsmesser unmittelbar nach dem Zusammenbau angeschaltet werden und der Justierprozeß vereinfacht werden.

Da die Schaltungsanordnung der Auslenkungsanzeigeschal tung 21′ vereinfacht ist, können des weiteren

k) die Kosten weiter reduziert und
l) die Zuverlässigkeit verbessert werden.

Da eine Ausgangsimpedanz des Photopotentiometers 20 relativ gering ist, kann des weiteren

m) ein Mehrzweck-bipolarer-OP-Verstärker verwendet werden.

Wie des weiteren aus dem Funktionsprinzip des Photopoten tiometers 20 ersichtlich ist, ist eine Verstärkung der Auslenkungsanzeigeschaltung 21′ unabhängig von einer Änderung der Intensität eines LED 16, so daß die offene Verstärkung (open gain) des Servobeschleunigungsmessers frei von einer Intensitätsänderung des LED 16 ist.

Daher

n) ist die offene Verstärkung stabilisiert und ein ausreichender Konstruktionsraum sicherge stellt, und
o) eine Intensitätsänderungskompensationsschaltung wird nicht benötigt.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird gemäß dem Beschleunigungsmesser der vorliegenden Erfindung eine Position des Pendels als Widerstandsände rung des Photopotentiometers angezeigt, liefert eine Differenz zwischen dem Anzeigeausgangssignal des Photopo tentiometers und dem veränderlich einstellbaren, einge stellten Ausgangssignal einen Anzeigeauslenkungsbetrag, und es wird ein einem Strom entsprechender Auslenkungsbe trag den Spulen zugeführt. Daher liefert die vorliegende Erfindung einen Effekt, der die Probleme bei den herkömm lichen Servobeschleunigungsmessern unverzüglich lösen kann, wobei bei diesem Effekt der mechanische Nullpunkt des Pendels elektrisch durch Einstellung der Stellspannung bestimmt werden kann.

Claims

1. Servobeschleunigungsmesser mit
einem Pendel (12), das schwingfähig getragen ist und einen Schlitz (12-1) aufweist;
einer Spule (14-1, 14-2), die auf dem Pendel (12) montiert ist;
einer Anzeigeeinrichtung (21′), die durch den Schlitz (12-1) des Pendels (12) gelangtes Licht empfängt und zur Anzeige eines Auslenkungsbetrages des Pendels (12) dient;
Servoeinrichtungen zur Erzeugung einer Kraft, die im Ausgleich steht mit einer auf das Pendel (12) ausgeübten Kraft, durch Versorgung der Spule (14-1, 14-2) mit einem Strom auf Basis eines Ausgangssignales der Anzeigeeinrichtung (21′), und
einer Auslenkungsanzeigeschaltung (21′) der Servoeinrichtung, die eine Differenz zwischen einem Anzeigeausgangssignal und einem eingestellten Wert als Anzeigeauslenkungsbetrag abgibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzeigeeinrichtung (21′) ein Photopotentiometer (20) zum Empfang durch den Schlitz (12-1) des Pendels (12) gelangten Lichtes aufweist und ein Anzeigeausgangssignal auf der Basis einer Widerstandsänderung entsprechend einer Änderung des Bestrahlungsortes abgibt, und
daß eine Einrichtung (21-4) zur Einstellung des Offsets vorgesehen ist.

2. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkungsanzeigeschaltung (21′) einen Rechenverstärker (12-3) mit zwei Eingangsterminals aufweist, von denen einer das Anzeigeausgangssignal eines Photopotentiometers (20) an einem seiner invertierenden Eingänge empfängt, und der andere mit der Einrichtung zur Einstellung des Offsets (21-4) verbunden ist.

3. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einstellung des Offsets (21-4) durch ein Potentiometer zur Einstellung des Offsets und zur Abgabe eines Ausgangssignals von einem beweglichen Terminal gebildet ist.

4. Beschleunigungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Photopotentiometer (20) durch einen Leiter (20-1), einen Schichtwiderstand (20-3) und einen zwischen dem Leiter (20-1) und dem Schichtwiderstand (20-3) angeordneten Photoleiter (20-2) gebildet ist.